Влажность (нет в… — Задание ЕГЭ по физике №00017505

Идея

Стакан работает как «измеритель росы». Пока стенка тёплая — пар на ней не оседает. Как только мы охлаждаем её до температуры, при которой пар, реально присутствующий в комнате, становится насыщенным, — начинается конденсация. Эта температура и есть точка росы; здесь она равна $9\,^\circ\text{C}$.

Ключевая мысль: при точке росы реальный пар комнаты как раз становится насыщенным. Значит и его плотность, и его давление в комнате равны насыщенным значениям при $9\,^\circ\text{C}$.

Абсолютная влажность

Абсолютная влажность — это сколько граммов пара в кубометре воздуха. Она равна плотности насыщенного пара при точке росы:

$$\rho = \rho_{\text{нас}}(9\,^\circ\text{C}) = 8{,}8\ \text{г/м}^3.$$

Относительная влажность

Берём давления из таблицы:

реальное давление пара в комнате $\;p = p_{\text{нас}}(9\,^\circ\text{C}) = 11\ \text{гПа}$;

предел при температуре комнаты $\;p_0 = p_{\text{нас}}(19\,^\circ\text{C}) = 22\ \text{гПа}$.

$$\varphi = \dfrac{p}{p_0}\cdot 100\% = \dfrac{11}{22}\cdot 100\% = 50\%.$$

Почему конденсация начинается при разных температурах

Точка росы — это «подпись» количества пара в воздухе. Если пара много, воздух насыщается легко, уже при высокой температуре — точка росы высокая. Если пара мало, его нужно сильно охладить, чтобы он стал насыщенным, — точка росы низкая. Поэтому у разного воздуха (с разной абсолютной влажностью) конденсация начинается при разных температурах.